Спосіб визначення пластичної міцності текучих середовищ

Спосіб визначення пластичної міцності текучих середовищ, що включає занурення навантаженого індентора в досліджуваний зразок та фіксацію глибини занурення при різних навантаженнях, за величиною якої визначають пластичну міцність, який відрізняється тим, що занурення здійснюють з градієнтом швидкості (1,02,0) мм/хв на 1мм глибини занурення. (19) (21) a200502647 (22) 23.03.2005 (24) 15.02.2007 (46) 15.02.2007, Бюл. № 2, 2007 р. (72) Корнілович Борис Юрійович, Терліковський Євгеній Васильович, Макаров Анатолій Семенович (73) ІНСТИТУТ КОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ ТА ХІМІЇ ВОДИ ІМ. А.В.ДУМАНСЬКОГО Н АЦІОН АЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ Н АУК УКРАЇНИ (56) SU1467444 A1, 23.03.1989 SU1043523 A, 23.09.1983 SU771514, 15.10.1980 SU1226166 A, 23.04.1986 3 78102 4 створюються умови для тиксотропного зміцнення ром фіксували обертанням мікрометричного гвинструктури керамічної маси. [Ничипоренко СП. Фита гальмівного елемента за годинниковою стрілко. зико-химическая механика дисперсных структур в Значне стиснення конічної пружини зумовлює натехнологии строительной керамики. - К. : Наукова дійну фіксацію штока гальмівним сухариком. Індедумка. - 1968. - С. 8-9] [3]. Це спричиняє завищеннтор навантажували певною вагою. Потім плавним ня дійсних значень пластичної міцності за рахунок зменшенням зусилля стиснення пружини при обезаниженого градієнту швидкості занурення інденртанні мікрометричного гвинта проти годинникової тора. стрілки зменшували тиск гальмівного сухарика на Таким чином, основним недоліком способу є шток до початку переміщення індентора. При однедостатньо висока достовірність визначення планочасному контролі швидкості і глибини занурення стичної міцності. за допомогою обертання мікрометричного гвинта Задачею винаходу є вдосконалення способу гальмівного елемента забезпечували заявлений визначення пластичної міцності текучих середоградієнт швидкості занурення індентора. В момент вищ шляхом задания оптимальних значень градієприпинення занурення індентора в глинисту диснту швидкості занурення індентора в досліджуваперсію, тобто при врівноваженні навантаження на ний зразок, що забезпечить мінімізацію конус пластичною міцністю структури, фіксували нерівномірного переривчатого режиму занурення кінцеву глибину занурення при даному навантаідентора, і, як наслідок, підвищить достовірність женні. Здійснювали три паралельних досліди при визначення пластичної міцності. різних навантаженнях, які збільшували в процесі Для вирішення поставленої задачі запропоновимірювань. Пластичну міцність r m розраховували вано спосіб визначення пластичної міцності текуза формулою: чих середовищ, що включає занурення навантаF rm = Ka × , де: женого індентора в досліджуваний зразок, в якому, h2 згідно з винаходом, занурення індентора здійснюF - вертикальне навантаження на індентор, г; ють з градієнтом швидкості (1,0-2,0)мм/хв на 1мм h - глибина занурення індентора, мм; глибини занурення. Kа - постійний коефіцієнт, для кута конуса 60° Нами вперше показано, що в заявленому спостановить 0,658·105. собі реалізується принцип забезпечення зануренПриклад реалізації за винаходом. ня індентора практично з постійним градієнтом Водну дисперсію каолініту з вологовмістом швидкості. Такий режим занурення сприяє майже 80,6% вносять в кювету і вирівнюють поверхню повному усуненню негативного впливу динамічної зразка. Індентор навантажують (загальна маса складової навантаження, а також тиксотропного складає 300г), підводять до поверхні зразка, фікзміцнення структури матеріалу, що призводить до сують і реєструють його початкове положення за підвищення достовірності визначення пластичної допомогою індикатора лінійного переміщення. міцності. Одержаний результат не досягається Обертанням мікрометричного гвинта з одночасною відомими технічними рішеннями за рахунок заниреєстрацією швидкості і глибини занурення на ження реальних значень пластичної міцності при двокоординатному самописцi забезпечують зануградієнті швидкості занурення індентора за спосорення навантаженого індентора з градієнтом бом [1], вищому за оптимальний, а за способом [2] швидкості занурення 1,5мм/хв на 1мм глибини нижчому за оптимальний градієнт згідно з заявлезанурення. ним способом. В момент зупинки індентора в масі реєструють Таким чином, сукупність суттєви х ознак спосойого кінцеве положення і визначають глибину забу визначення пластичної міцності текучих серенурення, що складає 2,13мм, і розраховують пласдовищ, що заявляється, є необхідною і достаттичну міцність: ньою для досягнення технічного результату, який забезпечується винаходом, - підвищення достові5 300 5 2 rm = 0,658 × 10 × = 43,45 × 10 дн / см рності визначення пластичної міцності текучих (2,13)2 середовищ. (таблиця, приклад 2). Спосіб реалізується наступним чином Аналогічно прикладу реалізації за винаходом Пластичну міцність текучих середовищ визнабули проведені досліди по визначенню пластичної чають за допомогою пенетрометра навантажуваміцності глинистих суспензій з градієнтом швидкольного типу. Пенетрометр оснащений гальмівним сті занурення індентора як у заявленому діапазоні, елементом, що містить гальмівний сухарик, конічтак і за його межами. Дані представлені в таблиці ну пружину і мікрометричний гвинт підвищеної (таблиця 1, приклади 1-9). чутливості, що дозволяє шляхом повного відкруПоказано, що заявлені градієнти швидкості зачування гвинта з одночасним контролем швидкості нурення навантаженого індентора вибрано з умов, і глибини занурення індентора забезпечувати заякі забезпечують високу достовірність визначення нурення індентора з заявленим градієнтом швидпластичної міцності (таблиця 1, приклади 1-7). кості (1,0-2,0)мм/хв на 1мм глибини занурення. При позамежному зменшенні градієнта швидЯк досліджуваний зразок використовували вокості занурення, наприклад, до 0,8мм/хв на 1мм дні суспензії каолініту різної структурованості з глибини занурення, проявляється негативний вологовмістом 53,4%, 80,6% та 142%. вплив тиксотропного зміцнення структури зразка, Досліджуваний зразок поміщали в кювету так, що призводить до значного завищення значень щоб об'єм кювети був майже цілком заповнений. пластичної міцності (таблиця 1, приклад 8). Вершину індентора підводили точно до верхньої При позамежному збільшенні градієнта швидгоризонтальної поверхні зразка і шток з індентокості занурення, наприклад, до 2,2мм/хв на 1мм 5 78102 6 глибини занурення, вплив динамічної складової рп1 заявленим способом практично не залежить навантаженого конуса призводить до значного від ступеню структурованості дисперсій. заниження значень пластичної міцності (таблиця Перевага запропонованого способу визначен1, приклад 9). ня пластичної міцності заявленим способом, в З метою визначення ефективності запропонопорівнянні з відомим [2], полягає в значному підваного способу визначення пластичної міцності вищенні достовірності визначення r m, що складає текучих середовищ були досліджені глинисті судля керамічних мас різної структурованості від спензії з різним вологовмістом. Дані представлені 17,4 до 24,3%. в таблиці 2. Реалізація запропонованого способу визнаДані таблиці 2 свідчать про більш високу дочення пластичної міцності текучих середовищ достовірність визначення пластичної міцності диспезволяє усун ути основні недоліки відомих технічних рсій різної структурованості заявленим способом в рішень [1, 2], що суттєво підвищує достовірність порівнянні з відомим [2]. При цьому відхилення одержаних величин r m. величини r m складає від 17,4 до 24,3%. Слід відмітити, що достовірність визначення Таблиця 1 № п/п Навантаження, г Глибина занурення, мм Градієнт швидкості, мм/хв на 1мм за винаходом 1,0 1,5 2,0 1,0 2,0 1,0 2,0 позамежні 0,8 2,2 за способом (2) Пластична міцність r m·10-5 1 2 3 4 5 6 7 300 300 300 500 500 1000 1000 2,12 2,13 2,14 2,73 2,76 3,86 3,91 43,96 43,45 43,10 44,06 43,02 44,15 43,0 8 9 300 300 2,02 2,25 10 300 1,94 48,12 38,90 52,14 Таблиця 2 -5 2 № Вологовмістдисперсії, % Навантаження, г Середнє значення r m·10 дн/см Відхилення величини r m п/п за винаходом за способом (2) абсол. % 1 142,0 300 7,26 8,52 +1,26 17,4 2 142,0 500 7,24 8,56 +1,32 18,2 3 142,0 800 7,23 8,54 +1,31 18,1 4 80,6 300 43,45 52,14 +8,69 20,0 5 80,6 500 43,45 52,14 +8,69 20,0 6 80,6 1000 43,44 52,02 +8,58 19,8 7 53,4 300 104,11 127,02 +22,91 22,0 8 53,4 900 104,05 128,11 +24,06 23,1 9 53,4 2700 103,99 129,32 +25,33 24,3 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601